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Schmiedbare Eisenlegierung. Es sind bereits schmiedbare Eisenlegierungen
mit -Nickel und Kupfer bekannt geworden, deren Kupfergehalt sich in den Grenzen
bis 2 Prozent und :deren Nickelgehalt sich in solchen bis 8 Prozent oder über 25
Prozent bewegt, je nachdem: man Nickelstähle mit niedrigem oder hohem. Nickelgehalt
herstellen will. Eine brauchbare Legierung mit mittlerem Nickelgehalt herzustellen,
war nach diesem bekannten Verfahren nicht möglich. Es ist zwar dabei auch die Gegenwart
von etwas Mangan vorgesehen, .doch wurde nicht erkannt, daß für dieHerstellung von
schmiedbaren Eisen-, Nickel-, Kupferlegierungen mit mittlerem Nickelgehalt gerade
der Mangangehalt eine wesentliche Rolle spielt.
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Demgegenüber bezweckt die vorliegende Erfindung die Herstellung von
schmiedbaren Nickelstählen von größerer Zugfestigkeit und Elastizität, als dies
bei Nickelstählen mit niedrigem (bis 8 Prozent) Nickelgehalt :der Fall ist. Die
Zusammensetzung der Legierung hängt von deren beabsichtigten Eigenschaften ab, wie
Festigkeit, Biegsamkeit, Bearbeitungsfähigkeit usw. Das Verhältnis der Bestandteile
:der Legierung ist erfindungsgemäß 78-Prozent bis 86Prozent-Eisen, von 7 Prozent
bis. 12 Prozent Nickel, von 3 Prozent bis io Prozent Kupfer und! von i Prozent bis
12 Prozent Mangan. Unter Eisen werden im allgemeinen die Handelssorten- des Eisens
verstanden, d. h. :ein Material, welches außer dem Eisen die üblichen Beimengungen
enthält.
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Um eine Legierung für eine Biegungsbeanspruchung von 18o° herzustellen,
sind die Mischungsverhältnisse beispielsweise die folgenden:
| Eisen . . . . . . . . 82 Prozents |
| Nickel ...... 7 - |
| Kupfer ...... 3 - |
| Mangan ..... 8 - |
Für die gleiche Diegungsbeanspruchung von i8o° kann die Legierung wie folgt zusammengesetzt
sein:
| Eisen . . . . . . . . 84 Prozent, |
| Nickel .... 8 - |
| Kupfer ...... 4 - |
| Mangan ..... 4 - |
Für die Biegungsbeanspruchung von rio° ist dasi :erhältnis das folgende:
| Eisen ........ 79 Prozent, |
| Nickel ...... 10 - |
| Kupfer ...... io - |
| Mangan ..... i - . |
Für die Biegungsbeanspruchung von 9o° besteht die Legierung aus::
| Eisen . . . . . . . . 83 Prozent, |
| Nickel ...... 7 - |
| Kupfer ...... g - |
| Mangan ..... 1 - |
Das Eisen wird in bekannter Weise in den Schmelzöfen, wie Bessemerbirnen,
auf dem Frischherd, im Tiegelofen oder elektrisch geschmolzen@ so daß die das Eisen
bzw. den Stahl beigleitenden Stoffe verbrannt werden, `vorauf Nickel und Kupfer
entweder in reinem Zustande oder als Legierungen beigegeben werden; unmittelbar
bevor die Schmelze vergossen werden soll, wird die erforderliche Menge von Mangan
zugegeben.
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Es muß beim Schmelzen darauf geachtet werden, daß sämtlicher Kohlenstoff
und sämtliches Silizium verbrannt werden, besonders wenn Eisenmanganlegierung beigegeben
wird, welche die erforderliche Menge von Kohlenstoff und Silizium an sich bereits
enthält. Nur in besonderen Fällen, wo ein hoher Kohlenstoffgehalt erforderlich ist,
kann der überschüssige Kohlenstoff durch Hinzufügen von Anthrazit zu dem Schmelzgut
aufrechterhalten werden.
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Bei der Herstellung der Legierung durch Tiegelschmelze muß ein sehr
reines Eisen verwendet werden, beispielsweise Blasenstahl, Weichstahl oder Schmiedeeisen.
Das Material wird in geschmolzenem Zustande während einer halben Stunde belassen,
wonach Nickel und Kupfer als Legierung oder Reinmetall hinzugefügt werden. Nach
Verlauf einer weiteren Viertelstunde wird dann Mangan zugefügt, und die Legierung
ist zum Vergießen fertig.
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Sollen die Gußstücke einer besonderen maschinellen. Bearbeitung; z.
B.. ,dem Bohren, unterworfen werden, so muß, praktisch gesagt, so gut wie sämtlicher
Kohlenstoff beim Schmelzen verbrannt werden, so-daß die Kohlenstoffmenge 0,4 Prozent
`in .dem fertigen Gußstück nicht überschreitet. Für härtere Gußstücke kann indes
der Gehalt an Kohlenstoff etwas höher sein.
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Die Menge des Siliziums darf in der Regel o,6Prozent nicht überschreiten,
,da eine höhere Menge die Legierung hart macht und innere Spannungen beim Abkühlen
des Gußstückes verursacht sowie die Brüchigkeit desselben erhöht.
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Phosphor- und Schwefelgehalt muß niedrig gehalten werden und
0,5 Prozent nicht überschreiten.
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Sollen .die Gußs.tücke gleichzeitig genügende Härte und bequeme Bearbeitungsfähigkeit
aufweisen, so kann zu der geschmolzenen Legierung 0,5 Prozent Eisentitan
hinzugefügt werden, wodurch: das Gußstück gleichmäßiger wird und dessen bläschenförmige
Oberflächenbeschaffenheit verhütet wird.